非金属掺杂改性纳米TiO_2光催化性能研究进展

详细综述了近年来非金属掺杂TiO_2光催化的最新进展,总结梳理了N、C、P、S、B、F、Cl、Br、I及非金属共掺杂元素对TiO_2光催化降解有机污染物的影响,同时对不同掺杂纳米TiO_2晶体结构及光谱响应机制进行了比较和探讨。不同类型非金属元素的原子半径、晶体结构、掺入量都会对改性TiO_2的能级结构和带隙宽度产生差异,进而其对不同有毒有害污染物的光催化性能产生不同影响,需要综合考虑。通过非金属掺杂改变纳米TiO_2的能级结构,增大TiO_2表面的活性点位,提高其光催化性能,实现有毒有害污染物的彻底降解,从而达到净化环境的目的。     

非金属掺杂改性纳米TiO_2光催化性能研究进展

详细综述了近年来非金属掺杂TiO_2光催化的最新进展,总结梳理了N、C、P、S、B、F、Cl、Br、I及非金属共掺杂元素对TiO_2光催化降解有机污染物的影响,同时对不同掺杂纳米TiO_2晶体结构及光谱响应机制进行了比较和探讨。不同类型非金属元素的原子半径、晶体结构、掺入量都会对改性TiO_2的能级结构和带隙宽度产生差异,进而其对不同有毒有害污染物的光催化性能产生不同影响,需要综合考虑。通过非金属掺杂改变纳米TiO_2的能级结构,增大TiO_2表面的活性点位,提高其光催化性能,实现有毒有害污染物的彻底降解,从而达到净化环境的目的。     

氮掺杂TiO2可见光光催化研究进展

实现TiO2的可见光催化一直是光催化领域的热点和难点。近年来,掺氮TiO2由于在可见光区具有较好的光催化活性引起了科研工作者的关注,本文详细介绍了掺氮TiO2的制备方法、掺杂的氮的化学态和可见光响应机理的情况,对未来的发展趋势作了预测。     

可见光响应型掺杂TiO2的制备与性能表征

利用溶胶-凝胶法制备氮掺杂TiO2,并利用XRD、SEM、UV—Vis光谱和光催化降解实验对其进行结构性能表征。结果表明,经过氮掺杂的TiO2主要以锐钛矿晶型存在,并有极少量的金红石晶型存在;可见光响应性能比未掺杂的TiO2有很大的提高,其可见光响应范围在380～461nm之间;最终使其在可见光奈件下对亚甲基蓝的降解活性得到显著增强,即光催化性能得到显著提高。     

非金属掺杂改性二氧化钛光催化剂研究进展

采用掺杂金属离子或非金属离子可增强TiO2光催化材料可见光响应能力.金属离子掺杂往往牺牲其紫外光区催化能力,而采用非金属掺杂不仅能够增强其可见光响应能力,且保持紫外区光催化活性,非金属离子掺杂将是TiO2光催化改性的重要方法.综述了近年来采用非金属离子掺杂改性TiO2光催化剂的最新研究.     

可见光响应的非金属离子掺杂二氧化钛的研究进展

TiO_2的宽禁带宽度[Eg=(3.0～3.2)eV]限制了其光催化特性的实际应用,非金属元素掺杂为提高TiO_2在可见光光催化活性提供了契机。介绍了非金属元素(氮、碳、硫、氟和硼)掺杂TiO_2的制备方法和可见光催化活性的研究进展,分析非金属元素对TiO_2可见光催化活性的诱导机理。制备工艺影响掺杂元素的化学态和含量,决定掺杂元素在TiO_2晶体微观状态。掺杂元素在TiO_2晶体微观状态与TiO_2可见光催化活性具有相关性,对未来的研究方向进行了展望。     

非金属掺杂对TiO2可见光吸收影响的研究现状

TiO2在光催化领域有广阔的应用前景,但大的禁带宽度限制其不能有效利用太阳能,当前研究的重点是开发能有效利用太阳光的光催化剂.许多研究通过表面改性和掺杂过渡金属离子扩大光谱响应吸收范围和提高光催化活性,概述了近年来关于TiO2改性的工艺、机理及优缺点,重点总结了非金属元素掺杂的研究,并对今后的研究作了展望.     

非金属掺杂的第二代二氧化钛光催化剂研究进展

寻求廉价、环境友好并具有可见光光催化活性的第二代光催化剂将是光催化发展进一步走向实用化的关键。氮掺杂的TIO2是新发现的具有可见光光催化活性的复合光催化剂,非金属掺杂可以使复合物的复合禁带宽度小于TIO2的禁带宽度,从而使TIO2的吸收边向可见光移动。对TIO2的氮、碳、硫、卤素掺杂国内外研究现状进行了系统评述,分析了提高TIO2可见光活性的原因,指出非金属元素特别是氮元素的阴离子掺杂是在不降低紫外光催化活性的基础上实现可见光响应的较好方法。     

金属离子掺杂改性TiO2的研究进展及应用

TiO2作为一种重要的光催化剂,不仅在陶瓷工业有着广泛的应用,更重要的是在环境保护方面有着重要的应用前景.但自身因素的影响,限制了TiO2光催化剂的广泛应用.大量研究实验证明,通过掺杂可有效提高TiO2的光催化活性,拓宽其光响应范围.本文综述离子掺杂对TiO2的作用机理,讨论了掺杂金属离子的种类、浓度、化合价、半径及其...     

掺杂超细TiO2的水热合成及其光催化研究

文章以Ti（SO4）2为原料，采用水热法合成掺杂超细TiO2，并采用激光粒度测试仪、XRD，以及扫描探针显微镜等仪器对样品的柱度、结构、形貌等进行了分析。同时研究了不同掺杂物质以及不同掺杂量对纳米TiO2光催化降解甲基橙溶液能力的影响。实验表明：所得样品均为锐钛矿相；掺杂0.03％Fe（Ⅲ）的TiO2和0．03％Mo（VI）的TiO2纳米粒子与纯TiO2相比，具有更好的催化活性。     

Pb2+掺杂TiO2的光催化性能研究

以钛酸丁酯和硝酸铅为原料,用溶胶-凝胶法制备了Pb2+掺杂纳米TiO2粉体,讨论了不同掺杂浓度、不同热处理温度样品在催化降解刚果红染料实验中的光催化活性,分析了Pb2+掺杂TiO2样品的相组成、晶胞参数和晶粒大小对光催化活性的影响.结果表明:Pb2+掺杂能够使锐钛矿向金红石的转变温度向高温方向移动,并且细化了晶粒,实验最佳掺杂浓度为100∶2.0,最佳热处理温度为700℃;Pb2+掺杂的TiO2的锐钛矿相是影响光催化活性的决定性因素.     

Fe~(3+)掺杂提高二氧化钛的光催化活性

采用沉淀-水热的方法制备了Fe3+掺杂的TiO2光催化剂,通过XRD、Raman、XPS、UV-DRS等对催化剂的结构、光学吸收性质等进行了表征,并以罗丹明B为目标污染物对可见光催化活性进行了测试。实验结果表明:所制备的TiO2光催化剂为锐钛矿相结构;Fe3+的掺杂使得TiO2的初始吸收边明显向可见光区域拓宽,并且增强了TiO2在可见光区域的吸收;Fe3+掺杂后TiO2的可见光催化活性显著提高,以掺杂浓度为0.5%的TiO2光催化效果最好,在可见光下6h内可将罗丹明B溶液完全降解,降解率是未掺杂TiO2的4倍。     

New Method to Prepare Nitrogen-Doped Titanium Dioxide and Its Photocatalytic Activities Irradiated by Visible Light

A Ti-based metal organic compound is taken as the precursor to be decomposed in NH₃ flow at a certain temperature to prepare modified TiO₂ with high photocatalytic activity under visible-light irradiation. The processes of doping and crystallization of TiO₂ are conducted at the same time during the treatment in the NH₃ flow. This approach could efficiently dope N into anatase TiO₂ lattice. The prepared TiO₂ also has well-defined mesoporosity with a BET area of 217 m²/g.     

微波水热晶化制备纳米二氧化钛光催化剂及其性能研究

以TiCl4为原料,采用微波水热合成法制备了锐钛型纳米TiO2光催化剂.利用XRD、TEM、TG-DTA等技术对产物进行了表征,并以制备的TiO2为催化剂,通过酸性品红水溶液的光催化降解实验考察了该催化剂的光催化反应性能.结果表明:微波场作用使反应体系均匀迅速的升温,加快了水热晶化反应速度,在20×105 Pa的微波水热条件下Ti(OH)4水热晶化2.5 h后,产物主要以锐钛型存在,晶粒粒径小于10 nm.与常规水热合成时间相比,微波水热条件下在较短的晶化时间内形成了锐钛型TiO2,光催化降解品红的实验也证明微波水热条件下制备的催化剂具有较高的光催化性能.     

N掺杂锐钛矿二氧化钛光响应红移的模拟计算

利用密度泛函理论(DFT),采用平面波超软赝势方法,模拟计算了掺N锐钛矿相TiO2对能隙、Fermi能级、态密度的影响,以探讨其可见光活性的机理。计算结果表明:表面HOMO和LUMO分别主要由Ti的3d轨道和O、N的2p轨道构成,掺杂出现的N2S态增加了N掺杂的稳定性。并发现N掺杂从两个方面使TiO2材料的带隙变窄:一为N掺杂使Fermi能级移入价带,使带隙变窄;二为在价带的上方引入了独立的能级,在导带下方引入一个宽为0.9 eV左右的能带,这两个掺杂能级使其禁带减小。     

稀土掺杂二氧化态光催化的研究进展

论述了半导体光催化反应机理，单一半导体光催化剂的光催化活性普遍不高，通过掺杂可以提高光催化活性，甚至在提高活性的同时扩展光谱响应范围，提高光的利用率。纳米TiO2是一种宽禁带半导体光催化剂，可用于有机污染物及无机污染物等方面的降解。     

改性二氧化钛光催化剂的研究进展

综述了近年来对TiO2光催化剂改性的研究,主要包括：贵金属淀积、金属离子掺杂、表面光敏化、半导体复合和光电催化等技术,并分析改性后的反应机理。最后,展望了提高TiO2光催化剂催化活性的研究进展的前景。     

Nitrogen-Doped Titanium Dioxide Mixed with Calcium Peroxide and Methylcellulose for Dental Bleaching under Visible Light Activation

The available tooth whitening products in the market contain high concentrations of hydrogen peroxide (H₂O₂) as an active ingredient. Therefore, in order to curb the high H₂O₂ concentration and instability of liquid H₂O₂, this study evaluated the efficacy and cytotoxicity of the bleaching gel composed of 10% calcium peroxide (CaO₂) and visible-light-activating nitrogen-doped titanium dioxide (N-TiO₂) with methyl cellulose as a thickener. Extracted bovine teeth were discolored using coffee and black tea stain solution and were divided into two groups (n = 6). Bleaching was performed thrice on each tooth specimen in both the groups, with one minute of visible light irradiation during each bleaching time. The CIELAB L*a*b* values were measured pre- and post-bleaching. The N-TiO₂ calcinated at 350 °C demonstrated a shift towards the visible light region by narrowing the band gap energy from 3.23 eV to 2.85 eV. The brightness (ΔL) and color difference (ΔE) increased as bleaching progressed each time in both the groups. ANOVA results showed that the number of bleaching significantly affected ΔE (p < 0.05). The formulated bleaching gel exhibits good biocompatibility and non-toxicity upon exposure to 3T3 cells. Our findings showed that CaO₂-based bleaching gel at neutral pH could be a stable, safe, and effective substitute for tooth whitening products currently available in the market.     

金属和非金属掺杂二氧化钛纳米粒子的制备及应用研究进展

近年来,光催化领域的研究逐渐深入,TiO2作为一种环保廉价的光催化材料被广泛使用。纯TiO2的光催化活性受其禁带宽度的限制只能被紫外光激发,以及光生电子-空穴对复合几率高,光催化效率较低。如何有效提高TiO2的光催化效率,合成具有抑制光生电子-空穴复合且同时具有较窄能隙的TiO2材料成为研究重点。目前各类金属、非金属掺杂TiO2成为热门研究领域。本文综述了TiO2纳米材料的特点和结构,并系统归纳了常见金属、非金属掺杂TiO2纳米粒子的制备方法及其应用研究进展。